콘크리트 균열(크랙) 상세 원인과 보수. 보강 방법

오늘은 콘크리트 균열이 발생하는 원인과 보수가 필요한 상황에 대하여 알아보도록 하자

 

Today, let's find out what causes concrete cracks and what needs to be repaired

 

점검 목적 ( purpose of inspection)

단지 내에서 발생한 균열 및 누수 원인을 분석하여 구조안전성 여부를 평가한다

 

Analysis of cracks and the cause of cracks and leakage caused by analyzing the cause

of structural safety

 

필요시 보수. 보강 방법을 제시하여 건물의 구조적 안전성 및 내구성을 확보하기 위함이다

 

To ensure the structural safety and durability of the building by suggesting the

reinforcement method if necessary

 

검토 조건  ( Terms and Conditions of Review )

적용 기준 및 규준은 다음과 같다

 

Applications and regulations are as follows

 

① 건축구조기준 KBC2009(국토교통부, 2009)

 

Building Structure Standards KBC2009

(Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2009)

 

② 콘크리트구조기준(한국콘크리트학회, 2012) 외관(육안 조사)

 

Concrete Structural Standards (Korea Concrete Association, 2012)

Appearance (Eye Examination)

 

재료 규격은 다음과 같다

 

Material specifications are as follows

 

① 콘크리트 강도 : 21~24 MPa

 

Concrete strength: 21–24 MPa

 

② 철근의 항복강도 :  fy = 500㎫ ( SD500, HD16 이하 )

                                  fy = 600㎫ ( SD600, HD19 이상)

 

Yield strength of rebar : fy = 500㎫ ( SD500, HD16 이하 )

                                      fy = 600㎫ ( SD600, HD19 이상)

 

일반적인 콘크리트 균열의 발생 원인

( Common Causes of Concrete Cracks )

 

콘크리트의 균열은 일반적으로 다양한 원인이 중복되어 발생하므로 원인의 범위를 추정하면서

좁혀나가야 한다

 

Cracks in concrete are usually caused by overlapping various causes, so estimating

the extent of the cause

We have to narrow it down

 

흔히 우리가 알고 있는 콘크리트 균열은 경화 전, 후로 분류한다

 

Often the concrete cracks we know are classified as before and after hardening

 

경화 전 균열은 타설 후 응결이 시작하기까지 약 2~3시간 정도에 발생한다

 

Cracks before curing occur in about 2 to 3 hours before condensation begins after pouring

 

배합, 시공방법, 장소 및 기상조건 등의 영향을 받는다

 

It is affected by mixing, construction method, location, weather conditions, etc

 

소성수축균열, 침하균열, 수화열에 의한 균열, 사용재료에 의한 균열, 경화 전 지주의 제거 /

거푸집의 침하, 차량 등에 의한 진동. 충격에 의한 균열 등이 있다

 

Plastic shrinkage cracks, subsidence(settlement) cracks, cracks caused by hydration heat,

cracks caused by used materials, removal of posts before curing /

There are subsidence of formwork, vibration by vehicles, etc., cracks caused by impact, etc

 

경화 후 균열은 물리적, 화학적, 열적, 구조적 원인에 의해 발생하는 균열이다

 

Post-hardening cracks are cracks caused by physical, chemical, thermal, and

structural causes

 

건조수축. 온도변화에 의한 균열, 동결. 융해에 의한 균열, 구조적 요인에 의한 균열, 콘크리트

중성화 및 철근의 부식에 의한 균열 등이 있다

 

Dry contraction. Cracks caused by temperature change, Cracks caused by freezing and thawing,

Cracks caused by structural factors, 

 

There are cracks due to concrete neutralization(carbonation) and corrosion of

reinforcing bars

 

콘크리트 균열이 발생한 경우 조사를 실시하게 된다

 

In the event of a concrete crack, an investigation will be conducted

 

균열 및 상태 조사는 성능저하 상황의 파악 및 환경조건의 파악을 위한 것이다

 

Cracks and condition investigations are intended to determine the deterioration of performance

and the environmental conditions

 

주로 육안 관찰로 진행하며, 부분적인 측정이나 Doctor Hammer 등을 이용한 관찰 등도 포함된다

 

It is mainly conducted by visual observation, and includes partial measurements or

observations using Doctor Hammer

 

개략관찰이 필요한 경우는 다음과 같다

 

The following cases require rough observation

 

일반적으로 균열, 박락 및 결함, 녹물의 유출부위 등의 조사항목에 대한 관찰이다

 

In general, it is an observation of the survey items such as cracks, flakes and defects,

and runoff areas of rust

 

도보로 이동하면서 이상이 확인된 부위에 대한 기록, 스케치 또는 사진촬영 등을 한다

 

While walking, record, sketch, or take photos of areas where abnormalities have

been identified

 

상세관찰은 성능저하 정도 및 규모의 정량적인 파악을 위한 것이다

 

The detailed observation is for quantitative understanding of the extent and scale

of degradation

 

균열폭, 균열깊이, 박락면적, 들뜸 면적 등의 스케치 또는 측정이 필요하며 코어채취 등의

작업을 병행하기도 한다

 

Sketch or measurement of crack width, crack depth, peeling area, lifting area, etc. is required,

and core collection, etc

They also work at the same time

 

콘크리트 균열 상세 원인 분류

( Detailed Cause Classification of Concrete Cracks )

 

 

1. 콘크리트 사용 재료인 시멘트의 이상응결, 수화열, 이상 팽창 현상 및 골재에 점토성분이 포함

되어 있거나 저품질 및 반응성이 원인이 되는 균열의 특징 등은 아래와 같다

 

The characteristics of abnormal condensation, heat of hydration, abnormal expansion of cement,

which is a concrete material, and cracks that contain clay or are caused by low quality and

reactivity are as follows

 

콘크리트 사용재료인 시멘트, 골재가 콘크리트 균열의 원인인 경우

 

 

2. 콘크리트에 염분 함유량 및 블리딩 현상, 건조. 수축이 원인이 되는 균열의 특징 등은

아래와 같다

 

The characteristics of cracks caused by salt content and bleeding in concrete, dryness and

contraction, etc

Be as follows

 

콘크리트에 염분 함유량 및 블리딩 현상, 건조.수축의 원인에 의한 균열의 특징

 

 

3. 철근 배근 및 거푸집 및 지주(동바리) 시공 이 원인이 되는 균열의 특징 등은 아래와 같다

 

The characteristics of cracks caused by reinforcing bars, formwork, and post (support)

construction are as follows

 

철근 배근 및 거푸집 및 지주(동바리) 시공상의 원인으로 인한 균열의 특징

 

 

4. 콘크리트 타설(시공)과 관련된 배합, 운반, 타설, 다짐, 양생, 이어 치기 등이 원인이 되는

균열의 특징 등은 아래와 같다

 

Mix, transportation, pouring, determination, curing, connection, etc. related to

concrete pouring (construction) are the causes

The characteristics of cracks are as follows

 

콘크리트 시공상의 원인(배합,운반,타설,다짐,양생,이어치기 등)에 의한 균열의 특징

 

 

5. 사용 및 환경 조건인 온도. 습도 등의 물리적 환경, 화학작용에 의한 화학적 환경이

원인이 되는 균열의 특징 등은 아래와 같다

 

Temperature and environmental conditions. The characteristics of cracks caused by physical

environment such as humidity and chemical environment are as follows

 

콘크리트 사용 및 환경상의 원인으로 인한 균열 특징

 

 

6. 하중 및 구조설계, 지지조건과 같은 구조 및 외력에 의한 원인이 되는 균열의 특징 등은

아래와 같다

 

The characteristics of cracks caused by external forces, such as load and structural design,

support conditions, etc

Be as follows

 

콘크리트 구조 및 외력상의 원인의 균열 특징

 

콘크리트 균열의 허용폭 ( allowable width of concrete cracks )

 

콘크리트의 균열이 어느 정도까지 허용되는 가는 구조물의 중요도, 기능면에 따라 다르다

 

The extent to which cracks in concrete are allowed depends on the importance and

function of the structure

 

물론, 균열의 원인이 콘크리트의 강도 또는 철근의 강도가 부족한 경우와 부재 단면이 부족하여

발생한 경우에는 보수. 보강을 하여야 한다

 

Of course, if the cause of the crack is insufficient in strength of concrete or reinforcement,

and if it is caused by insufficient member cross section, repair and reinforcement shall

be performed

 

 

강도나 단면이 충분한 경우에는 실재하중을 재검토하여 균열의 발생현황을 분석한 후

보수여부를 결정한다

 

If the strength or cross section is sufficient, the actual load shall be reviewed and the

current status of cracks shall be analyzed

decide whether to repair or not

 

보수 여부에 대한 균열 폭 한도는 아래와 같다

 

The crack width limit for repair or not is as follows

 

보수 여부에 대한 균열폭의 한도

 

 

각국에서 허용하는 콘크리트의 균열 허용폭은 아래 표를 참조하길 바란다

 

Please refer to the table below for the allowable width of cracks in concrete permitted

by each country

 

일본,영국,스웨덴,구소련의 콘크리트 허용 균열 폭

 

미국, 유럽공동체, 프랑스의 콘크리트 균열 허용 폭

 

 

참고로 국내기준의 허용 최대 균열폭은 아래의 표와 같다

 

For reference, the maximum allowable crack width of domestic standards is shown

in the table below

 

국내 기준 허용 최대 균열폭 규격치

 

 

강재의 부식에 대한 환경 조건은 건조 환경, 습윤 환경, 부식성 환경, 고부식성 환경으로

나누어 검토할 수 있다

 

The environmental conditions for corrosion of steel materials are dry environment,

wet environment, corrosive environment, and highly corrosive environment

Be able to review separately

 

강재의 부식에 대한 환경 조건의 구분

 

일반적인 균열 보수. 보강 공법의 분류

( General Crack Repair and Reinforcement Method Classification )

 

균열은 일반적으로 그 모양이나 폭이 다양하게 분포되어 있으므로, 크게 세 가지 공법으로

분류되어 선정할 수 있다

 

Cracks are usually distributed in various shapes and widths, so there are

three main methods

Be classified and selectable

 

일반적인 콘크리트 균열 보수.보강 공법 분류

 

다음으로는 현업에서 실질적으로 쓰이는 콘크리트 열화정도에 따른 보수 방법이다

 

Next is the repair method according to the degree of deterioration of concrete that is

practically used in the field

 

콘크리트 열화정도에 따른 보수 방법 분류

 

현업에서 많이 쓰는 콘크리트 균열 보수공법은 아래와 같다

 

The concrete crack repair methods used in the field are as follows

 

1) 표면처리 공법 ( Surface treatment method, pavement surface texturing )

미세한 균열(폭 0.3mm 미만) 위에 도막을 형성하여 방수성, 내구성을 향상할 목적으로

적용하는 공법이다

 

To improve water resistance and durability by forming a coating film on a fine crack

(less than 0.3 mm wide)

It's a method of applying it

 

경미한 균열에 적용하여 균열 부분만을 피복하는 방법과 전면을 피복하는 방법이다

 

It is a method of covering only the crack part and the front part by applying it to minor cracks

 

구조물의 환경 등에 따라 다르지만 일반적으로 도막 탄성 방수재 폴리머 시멘트 페이스트, 

시멘트 휠러 등이 사용된다

 

It depends on the environment of the structure, but in general, the coating elastic

waterproof material polymer cement paste,

Cement wheelers are used

 

콘크리트 균열 보수 방법 中 표면처리 공법

 

2) 저압 주입공법 ( Low Pressure Injection Method )

 

균열 내부에 낮은 점성의(저점도) 에폭시 수지를 주입하는 공법이다

 

It is a method of injecting a low viscosity (low viscosity) epoxy resin into the crack

 

좌대를 부착하고 실링제로 도포하여 주입실린더로 일정한 압력을 가하여 주입하는 공법이다

 

It is a method in which a seat is attached, applied with a sealing agent, and injected with a

constant pressure with an injection cylinder

 

저압 주입공법 시공순서는 아래와 같다

 

The construction procedure of low pressure injection method is as follows

 

① 균열의 외부 표면 폭 3~4cm 정도를 깨끗이 청소(브러시, 핸드 그라인더 등 사용)한다

 

Clean the outer surface of the crack 3 to 4 cm wide (use brush, hand grinder, etc.)

 

주입구 확보 및 실링용 에폭시의 접착이 용이하도록 하기 위함이다

 

This is to secure the injection port and facilitate adhesion of the sealing epoxy

 

② 표면을 완전히 건조하고 균열 내부의 표면상태, 오염 여부를 확인한다

 

Completely dry the surface and check the surface condition and contamination inside the crack

 

③ 균열의 유동여부, 신축줄눈 등 유동흡수장치의 설치 여부 및 정상적인 작동이 되고 있는지

확인한다

 

Whether cracks flow, whether flow absorption devices such as elastic joints are installed, and

whether they are operating normally

 

You're checking

 

④ 균열의 폭, 깊이에 따라 주입구 위치를 결정한다

 

Determine the location of the filler according to the width and depth of the crack

 

⑤ 미리 선정한 에폭시 실링제를 주제와 경화제의 정해진 배합비를 지키고, 충분히 배합하여

주입구와 주입구 사이의 균열 표면을 완전하게 실링 한다

 

Keep the predetermined mixing ratio of the main material and curing agent with the epoxy

sealing agent selected in advance, and mix them sufficiently

Completely seal the surface of the crack between the inlet and the inlet

 

⑥ 실링제가 경화할 때까지 12~24시간 양생 시킨다 (평균 기온 20℃ 기준)

 

Cure the sealing agent for 12 to 24 hours until cured

(based on average temperature of 20℃)

 

⑦ 에폭시 수지 주입 : 선정한 주입제를 정해진 배합비에 따라 계량, 혼합한다

 

Epoxy resin injection: Measure and mix the selected injection according to the

specified mixing ratio

 

 

 

콘크리트 균열 저압 주입공법

 

 

참고로 균열 주입 공법은 고무압에 의한 주입, 압축공기에 의한 주입, 스프링압에 의한 주입으로

크게 나누어 고려할 수 있다

 

For reference, the crack injection method can be largely divided into rubber pressure injection,

compressed air injection, and spring pressure injection

 

고무압, 압축공기, 스프링압에 의한 주입공법 분류

 

3) 충전 공법 ( Filling method )

 

충전 공법이란 균열을 따라 약 10mm 폭으로 콘크리트를 U 혹은 V자로 컷팅하여, 보수재를

충전하는 공법이다

 

The filling method is a method of filling a repair material by cutting concrete into a U or V

shape with a width of about 10mm along a crack

 

균열이 진행되고 있는 경우에는 우레탄 수지나 가소성 에폭시 수지 등과 같은 변형 추종성이

있는 보수재료를 적용한다

 

If a crack is in progress, a repair material with deformation-following properties, such as a

urethane resin or a plastic epoxy resin, shall be applied

 

균열이 진행되지 않고 있는 경우에는 폴리머 시멘트계 보수재료를 적용할 수 있다

 

Polymer cement-based repair materials can be applied if the crack is not progressing

 

U, V cut을 이용한 충전공법

 

 

4) 콘크리트 누수 부위 지수보강재 주입공법

( Injection method of index reinforcement for concr)

 

지수 보강재 주입공법은 아래와 같다

 

The method of injection of exponential reinforcement is as follows

 

① 균열내부 청소가 끝나면 수지 주입을 하도록 한다

 

After cleaning the inside of the crack, inject the resin

 

② 주입순서는 수직의 경우에는 아래에서 위로, 수평의 경우에는 맨 처음 청소한 부분부터

시작한다

 

The order of injection is from bottom to top for vertical, and from the first part

cleaned for horizontal

Here we go

 

③ 주입이 시작되어 균열면에 지수보강재가 나타날 때까지 몇 분이 소요되며, 만일

몇 분이 지나도 지수보강재가 배어 나오지 않게 되면 주입압을 천천히 더 올린다

 

It takes several minutes for the injection to begin and the exponential reinforcement

to appear on the crack surface, and if

If the exponential reinforcement does not come out after a few minutes,

slowly increase the injection pressure

 

④ 주입하자마자 지수보강재가 흘러나올 경우에는 바로 주입을 중단하고, 지수보강재가

경화될 때까지 몇 분간 기다렸다가 다시 주입을 시작한다

 

If the exponential reinforcement material flows out as soon as it is injected, stop

the injection immediately

Wait a few minutes for hardening and then start injecting again

 

⑤ 모든 주입이 끝나면 각 주입 패커마다 물을 약간씩 추가로 주입하여 내부에 미처 

경화되지 않은 수지를 반응시킨다

 

After all the injection, add a little bit of water to each injection packer to the inside

react uncured resin

 

이때, 인젝터 제거 후에도 주입된 수지가 흘러나오지 않도록 한다

 

At this time, prevent the injected resin from flowing out even after the injector is removed

 

⑥ 주입 시 모든 과정을 다음과 같이 확인하면서 다른 주입구로 옮겨 진행시킨다

 

During injection, all processes are checked as follows and moved to another inlet

 

주입재가 채워지면서 균열 표면에 물이 배어 나온다

 

Water seeps out from the surface of the crack as the filler is filled

 

균열 표면에 폼(FORM) 상태가 나타나기 시작한다

 

The foam (FRM) status begins to appear on the crack surface

 

최종적으로 균열 표면에 순수 수지가 나타난다

 

Finally, pure resin appears on the surface of the crack

 

콘크리트 균열(누수) 부위 지수 보강재 주입 공법

 

 

5) 콘크리트 단면 결손 및 철근 노출 부위 바탕처리 및 단면 수복(복구) 

 

Background treatment and section restoration (recovery) of concrete section defects and

exposed parts of steel bars

 

콘크리트 단면 결손 및 철근 노출 부위 바탕처리 및 단면 수복(복구) 방법은 아래와 같다

 

Background treatment and section restoration (recovery) methods for concrete section

defects and exposed reinforcement areas are as follows

 

① 콘크리트 단면 결손 및 철근 노출 부위 주변의 콘크리트를 치핑 한다

 

Chipping the concrete around the exposed area of the concrete section and the steel bars

 

② 철근 부식 부위 및 이물질을 와이어 브러시 및 기타의 녹 제거 기구를 이용하여 깨끗이

녹을 제거하고 표면을 처리한다

 

Use a wire brush and other rust removal devices to clean the corrosion area and

foreign substances(object)

Remove rust and treat the surface

 

③ 철근의 방청 처리재, 단면 수복재, 하지조정, 마무리의 순으로 철근의 피복을 유지하되

피복두께는 건축공사 표준시방서에서 정한 두께 이상으로 유지한다

 

The steel bars shall be covered in the order of rust prevention treatment, section restoration,

lower limb adjustment, and finish

The covering thickness shall be maintained above the thickness specified in the standard

specification for construction work

 

 

 

콘크리트 단면결손 및 철근노출 부위 보수 방법

 

 

① 단면 수복재 ( a sectional restoration )

 

단면 수복재는 철근콘크리트 구조물의 콘크리트 결함물을 떼내어 수복하기 위하여 이용되는

폴리머 재료이다

 

The cross-sectional restoration material is used to remove concrete defects from

reinforced concrete structures

Be of polymer material

 

폴리머 시멘트 모르터 및 콘크리트와 폴리머 모르터 및 콘크리트 두 종류가 있다

 

There are two types of polymer cement motor and concrete and concrete

 

결손부가 클 경우에는 취부 콘크리트 공법이나 프리팩트 콘크리트 공법이 적용된다

 

If the loss part is large, the installation concrete method or the pre-fact concrete

method is applied

 

결손 부위 크기에 따른 결손부위 복구에 사용가능한 재료의 예는 다음과 같다

 

Examples of materials used for the defect recovery according to the size of the loss part of

the defect portion according to the size of the defect part

 

 

결손부위 복구에 사용 가능한 수복재 재료의 예시

 

② 하지조정. 보호재 ( lower extremity adjustment )

 

하지조정. 보호재는 철근콘크리트 구조물의 보수에 있어서 단면 수복재를 시공한 위에

하지조정과 보호를 목적으로 하여 보강된 폴리머 재료이다

 

Underground adjustment. Protective materials are used to repair reinforced concrete structures

on top of the sectional restoration

It is a polymer material reinforced for the purpose of adjusting and protecting

the lower extremities

 

폴리머 시멘트 모르터와 폴리머모르터 두 종류가 있다

 

There are two types: polymer cement mortar and polymer mortar

 

③ 보수 재료 ( Repair Material )

 

모체와 가장 가까운 재료선택이 합리적이며, 강도가 현저하고 강하다고 해서 좋은 것은 아니니

유의하시기 바란다

 

The choice of materials closest to the parent body is reasonable, and it's not a good thing

just because the strength is remarkable and strong

Please be careful

 

강도가 너무 강할 경우, 보수부위를 따라 신규 균열이 발생될 수도 있으므로 유의하여야 한다

 

If the strength is too strong, new cracks may occur along the repair area,

so care should be taken

 

보수공사 시에는 사용재료의 제조회사 시방에 따라 실시하는 것이 바람직하다

 

In the case of conservative construction company, it is preferably performed according to

the manufacturing company's manufacturing company

 

요즘 사회적 이슈가 되는 붕괴사고 때문에 콘크리트 균열을 결코 가볍게 볼 수 있는 것은

아니므로 전문가의 정확한 진단이 필요하다

 

Because of the collapse that's a social issue these days, concrete cracks can never

be taken lightly

Therefore, an accurate diagnosis by an expert is required

 

구조적인 안전성에는 문제가 없는 균열이라도 콘크리트 구조물에 발생한 균열은 내구성,

사용성, 미관 등에 나쁜 영향을 주어 사용자에게 심리적인 불안감을 줄 수 있다

 

Cracks that occur in concrete structures, even if there is no problem with structural safety,

can adversely affect durability, usability, and aesthetics, causing psychological anxiety to users

 

장기적인 관점에서는 보수를 실시하여 철근 부식을 방지하고, 콘크리트 중성화를 미리

방지하면서 누수가 되지 않도록 하는 것이 바람직하다

 

In the long run, repair is carried out to prevent corrosion of steel bars and to neutralize

concrete in advance

It is desirable to prevent leakage while preventing leakage

 

따라서, 발생된 균열은 보수하여 콘크리트 구조물의 내구성을 높여야 한다

 

Therefore, cracks generated should be repaired to enhance the durability of

concrete structures